Нейтронный влагомер

Cтраница 1

Нейтронные влагомеры и гамма-плотномеры выпускают серийно промышленные предприятия многих стран мира. В Советском Союзе такие приборы поставляет Всесоюзное объединение Изотоп. За рубежом изотопные приборы для исследования грунтов выпускают фирмы США, Англии и Франции. [1]

Нейтронные влагомеры успешно конкурируют с другими устройствами, служащими для этой цели, поскольку основными недостатками последних являются, как правило, длительное время установления равновесия, необходимость частой перекалибровки и трудность установки в контролируемую среду. [2]

Нейтронными влагомерами поверхностного типа ( см. рис. 2.2, а) измеряют влагосодержание в поверхностном слое почвогрунтов, а также в естественных обнажениях горных пород и в горных выработках. [3]

Идея нейтронного влагомера довольно проста. Но столь же очевидны его недостатки: неспецифичность по отношению к воде, малая чувствительность, большой объем исследуемого материала и некоторые другие. Наиболее существенный недостаток - неспецифичность: невозможно отличить атом водорода, входящий в состав молекулы воды или любого другого вещества. Ясно, что вещества, богатые водородом, должны - насколько это возможно - отсутствовать. Во всяком случае, содержание таких веществ не должно превышать предполагаемого содержания воды. Для этой цели предложены влагомеры - зонды различных типов, отличающиеся взаимным расположением источника и детектора нейтронов и измеряемого объекта, а также чисто конструктивно. [4]

Зависимость плотности потока тепловых нейтронов от объемной влажности для супесчаных грунтов при различных значениях объемной массы скелета грунта. [5]

Конструкции нейтронных влагомеров различаются в основном устройством измерительных зондов. В зависимости от решаемой задачи они могут быть поверхностного типа и глубинные. Глубинными влагомерами проводят измерения в скважинах. Разработаны конструкции универсальных влагомеров с зондом, измеряющим влагосодержание как на поверхности грунтового массива, так и в скважинах. [6]

В нейтронных влагомерах быстрые нейтроны ( с энергией до 11 Мэв), испускаемые источником, взаимодействуют с ядрами элементов окружающей среды. Основными процессами являются ( происходящие в указанной последовательности): рассеяние нейтронов, главным образом упругое, замедление до тепловой энергии и диффузия. Иногда используются нейтроны ( надтешювые) с энергией несколько выше тепловой - приблизительно до 2 эв. Кроме ядерной реакции типа ( п, п), используется и захватное излучение-реакция ( п, ), в результате которой ядро, захватившее тепловой нейтрон, излучает гамма-кванты. [7]

Форма характеристики нейтронного влагомера зависит от расстояния между источником быстрых нейтронов и приемником медленных нейтронов. Существует определенное ( инверсионное) расстояние между точечным источником и серединой приемника, при котором плотность медленных нейтронов не зависит от свойств окружающей среды. При расстояниях, больших инверсионного, плотность нейтронов уменьшается с ростом содержания водорода. Если расстояние меньше инверсионного, рост содержания водорода вызывает увеличение плотности медленных нейтронов; датчики нейтронных влагомеров работают обычно в этой доинверсионной области. [8]

Основными частями нейтронного влагомера являются: зонд для глубинных измерений или датчик для поверхностных, регистратор импульсов с источником питания, контрольно-защитное устройство. Зонд или датчик содержат излучатель быстрых и детектор медленных нейтронов, а иногда и каскад предварительного усиления, необходимый для использования длинного кабеля, соединяющего зонд с регистратором импульсов. [9]

Область применения нейтронных влагомеров в последние годы заметно расширилась. Она охватывает не только измерения влажности почвогрунтов и связанных с ней величин в агротехнике, мелиорации, почвоведении, гидрологии, дорожном, гражданском и промышленном строительстве, но также контроль и регулирование влажности ряда материалов в промышленности. [10]

Форма характеристики нейтронного влагомера зависит от расстояния между источником быстрых нейтронов и приемником медленных нейтронов. [11]

Основными частями нейтронного влагомера являются: источник быстрых нейтронов, детектор медленных нейтронов, счетчик импульсов и источники питания. [12]

Градуировочную характеристику нейтронного влагомера - зависимость скорости счета от влажности почвы - получают эмпирически. Точку градуировочной кривой, соответствующую влажности, - равной 100 %, определяют при помещении зонда в сосуд с водой, объем которого больше зоны рассеяния нейтронов. При измерениях необходимо строгое сохранение условий установки датчика, принятых при его градуировке. [13]

При использовании нейтронных влагомеров с детекторами тепловых нейтронов в условиях засоленных грунтов обычно возникает необходимость учитывать влияние сильных поглотителей на результаты измерений. Как показали опыты А. И. Данилина и Н. Д. Корниенко во ВСЕГИНГЕО, для этого весьма удобно пользоваться специальными насадками, исключающими влияние сильных поглотителей тепловых нейтронов. [14]

Практическое использование нейтронных влагомеров неизбежно связано с нахождением зависимости Innf ( W), которая устанавливается для каждого влагомера отдельно. Получение последней называется градуировкой прибора. Существует два способа получения градуировочной кривой: экспериментальный и расчетно-экспериментальный. [15]

Страницы: 1 2 3 4 5